雌激素及其受體在黑色素瘤發(fā)生發(fā)展中的作用研究進展

韓利民，趙海龍

遵義醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，貴州遵義 563000

黑色素瘤是一種高度異質(zhì)性惡性皮膚腫瘤，其中大多數(shù)患者伴有Braf或Nras等原癌基因的突變，進而導(dǎo)致MAPK/ERK和PI3K/Akt通路過度活化[1]。Nras突變約占黑色素瘤的20%，其通過誘發(fā)小G蛋白激活從而引發(fā)下游的MAPK/ERK和PI3K通路的過度表達，該過程主要參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移行為[2,3]。Braf突變約占黑色素瘤的50%，其通過在蛋白的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域上模擬磷酸化促使下游靶位基因MEK和ERK的激活，該過程PI3K通路并沒有變化[4]。黑色素瘤的主要治療方法是基于靶向突變的Braf、Nras和下游通路的藥物，以及使用單克隆抗體進行免疫檢查點封鎖[5]。然而，這些治療方法常常會發(fā)生治療抗性和不良反應(yīng)，因此尋找新的治療靶點是目前黑色素瘤研究的重點之一[6]。雌激素是一種由卵巢和胎盤分泌的類固醇激素，具有廣泛的生理功能。雌激素水平異?？蓪?dǎo)致部分腫瘤的發(fā)生發(fā)展，雌激素與乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌、肺癌等內(nèi)分泌性腫瘤息息相關(guān)[7]。雌激素主要通過與特定的細(xì)胞內(nèi)受體、雌激素受體(ER)結(jié)合而在相關(guān)靶組織中發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，其與ERs結(jié)合后可誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，通過形成同源或異源二聚體的形式進入細(xì)胞核促進多種轉(zhuǎn)錄因子的激活[8,9]。ER-α和ER-β與黑色素瘤的發(fā)生和發(fā)展有密切聯(lián)系，尤其是ER-β的表達水平與黑色素瘤的惡性程度呈負(fù)相關(guān)?，F(xiàn)將雌激素及其受體在黑色素瘤發(fā)生發(fā)展中的作用研究進展情況綜述如下。

1 雌激素在黑色素瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

雖然黑色素瘤一直以來被認(rèn)為是一種非激素類相關(guān)性腫瘤，但是越來越多的研究結(jié)果表明黑色素瘤的形成、發(fā)展與機體性激素水平(特別是雌激素)有關(guān)[10]。美國監(jiān)測、流行病學(xué)及預(yù)后結(jié)果數(shù)據(jù)庫(SEER)分析指出，兩性之間的黑色素瘤發(fā)病率在過去三十年間存在明顯差異，男性高出女性2倍之多[11]。研究表明，男性和女性黑色素瘤患者預(yù)后情況也存在明顯差異，女性相對于男性有明顯的生存優(yōu)勢[12]。花斑劍尾魚模型實驗顯示，紫外線照射的雌性魚發(fā)生黑色素瘤幾率比雄性低兩倍之多，而且伴隨著性別特異性分子遺傳方面的變化[13]。以上結(jié)果提示，雌激素與黑色素瘤的發(fā)生呈負(fù)相關(guān)。然而，也有部分研究結(jié)果與之相反。一項體內(nèi)和體外試驗研究結(jié)果證實，妊娠時由胎盤產(chǎn)生的妊娠相關(guān)金屬蛋白酶(PAPPA)可促進黑色素瘤細(xì)胞的遷移和侵襲[14]。這也與Kyrgidis等[15]研究一致，該研究顯示妊娠相關(guān)的黑色素瘤病死率比非妊娠相關(guān)的黑色素瘤高17%，復(fù)發(fā)率高50%。

多項研究認(rèn)為，雌激素可能與黑色素瘤惡性化發(fā)展有一定聯(lián)系。但是同時部分研究也指出，使用外源性雌激素(無論是口服還是激素替代產(chǎn)物)不會對皮膚黑色素瘤的預(yù)后產(chǎn)生任何影響[16]。此外一項臨床研究通過輔助生殖技術(shù)刺激卵巢提高雌激素水平，觀察女性發(fā)生黑色素瘤的可能性，結(jié)果表明超生理激素水平刺激與黑色素瘤并無明確的因果聯(lián)系[17]。這種雌激素與黑色素瘤看似相關(guān)實則無關(guān)的矛盾性是目前研究最需要解決的問題之一。

雖然迄今關(guān)于雌激素水平與黑色素瘤風(fēng)險性間聯(lián)系的研究報道并不多，但是內(nèi)分泌狀態(tài)對于黑色素瘤發(fā)展的影響已經(jīng)被廣泛接受，研究者們普遍認(rèn)為皮膚黑色素瘤應(yīng)被視作一種激素相關(guān)性腫瘤[11]。

2 ER在黑色素瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

ER-α、ER-β是ER的主要類型，廣泛表達于子宮、卵巢、乳腺、前列腺、肺和大腦等組織中。ER活性狀態(tài)是通過基因途徑和非基因途徑兩種方式調(diào)節(jié)完成，其中基因途徑調(diào)節(jié)ER活性一般與受體二聚反應(yīng)以及表觀調(diào)控情況有關(guān)，而非基因途徑主要通過以下兩個信號通路對ER活性進行調(diào)控，即生長因子受體信號通路RAS/RAF/MEK/ERK和PI3K/Akt[18]。

2.1 ERα在黑色素瘤發(fā)生發(fā)展中的作用 ERα屬于轉(zhuǎn)錄激活因子超家族，不僅具有多種生理活性，而且還能影響各種生物學(xué)進程，如腫瘤的發(fā)生發(fā)展等。人類正常皮膚組織中主要表達的ER亞型是ERα，然而ERα在黑色素瘤癌變前或癌變后的病理生理學(xué)過程中表達水平幾乎沒有變化[19]。Liu等[20]對20例人類黑色素瘤組織石蠟切片行免疫組化分析，結(jié)果未觀察到ERα表達，但觀察到ERβ呈低表達。同時，后續(xù)的體外研究也證實與原代黑色素細(xì)胞相比，人和小鼠黑素瘤細(xì)胞中ERβ在蛋白水平表達降低，而ERα卻未見表達。但研究結(jié)果顯示，部分表達ERα的黑色素瘤細(xì)胞在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中出現(xiàn)受體缺失，其中ERα基因區(qū)域5′端調(diào)控區(qū)域出現(xiàn)CpG異常甲基化現(xiàn)象[19]。這表明ERα的表觀遺傳性失活可能是導(dǎo)致黑色素瘤惡性增殖和侵襲行為的主要因素。

雖然ERα表觀遺傳性失活在一定程度上表明了黑色素瘤的惡化程度，但是ERα相關(guān)機制研究和臨床應(yīng)用方面的前景仍然不及ERβ[9]。大量動物實驗與臨床數(shù)據(jù)均表明，ERβ在黑色素瘤細(xì)胞的發(fā)展過程中是起到保護機體的作用，其表達水平與黑色素瘤生長和進展情況呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，進一步支持這種受體可能在黑色素瘤中具有抗腫瘤活性[20]。相反，ERα則與黑色素瘤發(fā)生發(fā)展過程無顯著相關(guān)性。

2.2 ERβ在黑色素瘤發(fā)生發(fā)展中的作用 臨床研究表明，ERβ是黑色素瘤組織中起主要作用的ER亞型，其表達水平在黑色素瘤發(fā)展惡化過程中逐步下降，被認(rèn)為是黑色素瘤治療方案中一個潛在的分子靶點[11]。與鄰近健康皮膚組織相比，黑色素瘤組織ERβ表達水平更低。同時研究還發(fā)現(xiàn)，男性中黑色素瘤和健康組織中ERβ水平都低于女性，懷孕女性黑色素瘤組織ERβ表達水平高于男性[21]。這些說明ERβ可能是女性黑色素瘤患者普遍預(yù)后較好的原因之一。此外，ERβ在黑色素細(xì)胞癌變過程中具有很強的預(yù)后效果，其分布和表達水平在不同的癌變過程中是不同的[21]。Spyropoulos等[22]發(fā)現(xiàn)，ERβ表達量在侵襲性、轉(zhuǎn)移性黑色素瘤中出現(xiàn)下調(diào)，其可能是判斷惡性黑色素瘤轉(zhuǎn)移情況或預(yù)后情況的標(biāo)志蛋白。

目前大多數(shù)研究認(rèn)為，ERα通過調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖促進腫瘤發(fā)生，而ERβ則具有明確的抗腫瘤活性。在同時表達ERα和ERβ的腫瘤細(xì)胞中，ERβ受體不僅可形成ERβ：ERβ同源二聚體抑制細(xì)胞增殖，還可形成ERβ：ERα異源二聚體，抵消ERα的增殖活性[23,24]。因此無論是合成還是天然的ERβ激動劑都可能通過激活ERβ或者ERα/ERβ異源二聚體形成，進而干擾ERα腫瘤活性抑制腫瘤生長。

雖然大量研究表明，ERβ是黑色素瘤中主要表達的ER亞型，且在黑色素瘤組織中ERβ的表達情況與腫瘤發(fā)生發(fā)展呈負(fù)相關(guān)，但至今雌激素通過ERβ影響黑色素瘤的發(fā)生發(fā)展過程的作用機制尚不明確。近期研究表明，在Braf野生型或Nras突變型的黑色素瘤細(xì)胞中，ERβ激動劑都可以明顯抑制細(xì)胞增殖，并且使用ER拮抗劑可以阻滯這種抑制作用[21～24]。這表明ERβ信號通路的激活可能會抑制MAPK/ERK或PI3K通路的活化。然而Natale等[25]發(fā)現(xiàn)，17β-雌二醇顯著抑制黑色素瘤生長的機制與激活非經(jīng)典G蛋白偶聯(lián)雌激素受體(GPER)有關(guān)，而并未激活ERα/β。此外，2-甲氧雌二醇作為一種雌激素的內(nèi)源性代謝產(chǎn)物，也證實在體內(nèi)外都具有抗黑色素瘤的作用，但其抗腫瘤活性并未發(fā)現(xiàn)與ERs(ERα和ERβ)有關(guān)[26]。此外部分研究也表明，使用ER受體阻斷劑反而可以抑制黑色素瘤細(xì)胞的增殖[27]。綜上，現(xiàn)有研究數(shù)據(jù)遠不能證實ERβ具有直接抗腫瘤的作用，這可能依賴于黑色素瘤細(xì)胞的遺傳突變狀態(tài)(Nras或Braf)[23,28]。因此，關(guān)于ER(尤其是ERβ)與黑色素瘤發(fā)生發(fā)展的機制有待進一步研究。

研究[29]表明，不同于Braf突變型黑色素瘤，Nras突變特有的PI3k/Akt通路活化可以調(diào)控不同類型腫瘤中ERβ的抗腫瘤活性。一項體外研究[30]發(fā)現(xiàn)，ERβ配體的激活能夠抑制Nras突變的黑色素瘤細(xì)胞的增殖，這證實了ERβ激活可能通過抑制PI3k/Akt通路而阻止黑色素瘤的發(fā)展。同時，ERβ活化可以維持黑色素瘤細(xì)胞基因組低甲基化狀態(tài)的穩(wěn)定性[29]。而在Braf突變的黑色素瘤細(xì)胞中，ERβ激動劑在降低增殖能力方面效果并不顯著[23]。這表明在不同細(xì)胞系中ERβ配體的不同作用可能與特異性ERβ配體的突變狀態(tài)有關(guān)。一方面，Wang等證實ERβ配體通過RAS通路和PI3K/Akt通路的失活在侵襲性、三陰性乳腺癌細(xì)胞中發(fā)揮抗腫瘤作用，ERβ活化與PI3K/Akt通路的活性存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，因此ERβ活化可以抑制Nras突變的黑色素瘤生長情況[31]。另一方面，Basu等表明在乳腺癌細(xì)胞中，毛蕊異黃酮可以激活ERβ，從而引發(fā)PI3K/Akt通路的活性降低，但是毛蕊異黃酮對MAPK/ERK通路沒有影響，因此ERβ激動劑不能抑制攜帶Braf突變的黑色素瘤的增殖能力，這可能與MEK/ERK的信號通路有關(guān)[32]。因此，在表達Nras突變的黑色素瘤患者中，ERβ可能是一個有效的化療藥物治療的分子靶點。

綜上所述，雌激素通過ER發(fā)揮生物學(xué)作用，兩者結(jié)合后可形成同源或異源二聚體的形式進入細(xì)胞核促進多種轉(zhuǎn)錄因子的激活，與多種腫瘤相關(guān)。ERα和ERβ是ER的兩種主要類型，比例失調(diào)可影響黑色素瘤的發(fā)生發(fā)展過程。ERα通過表觀遺傳性失活促進黑色素瘤的增殖過程，而ERβ通過PI3K/Akt通路抑制伴有Nras(并非Braf)突變的黑色素瘤細(xì)胞的增殖而發(fā)揮抗癌作用。同時ERβ在ER與黑色素瘤的關(guān)系中占據(jù)主導(dǎo)地位，其表達量在黑色素瘤惡化過程中處于低水平狀態(tài)，與黑色素瘤的惡性程度呈負(fù)相關(guān)。因此，ERβ表達水平可能是協(xié)助黑色素瘤診斷及判斷其預(yù)后的重要分子，同時也是黑色素瘤治療的一種潛在分子靶點?；贓Rβ激動劑可以單獨或聯(lián)合MEK通路抑制劑進行干預(yù)治療，以阻止PI3K/Akt和MEK/ERK信號通路的活性，進而可以治療Nras突變的黑色素瘤[23]。但針對攜帶Braf突變的黑色素瘤細(xì)胞中，如何選擇特異性抑制MEK/ERK通路的ER配體將是今后研究的重點。此外，目前雌激素及其受體與黑色素瘤的研究并不多，因此還需要更廣泛的基礎(chǔ)或臨床研究對ERβ在黑色素瘤的具體作用機制進行進一步探討和延伸。